JP4937877B2 - Diesel engine control device - Google Patents

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Description

本発明は、複数の気筒群を有するディーゼルエンジンの制御装置に関する。   The present invention relates to a control device for a diesel engine having a plurality of cylinder groups.

一般に、水平対向型やV型等の複数の気筒群を有するエンジンにおいては、各気筒群毎の排気通路を一つに集合させて触媒コンバータ等の排気後処理装置に排ガスを供給するようにしているが、エンジンルーム内の艤装上の関係等から、排気通路の触媒コンバータまでの管路長が各気筒群毎に異なってしまう。   Generally, in an engine having a plurality of cylinder groups such as a horizontally opposed type and a V type, exhaust gas is supplied to an exhaust aftertreatment device such as a catalytic converter by collecting exhaust passages for each cylinder group into one. However, the pipe length from the exhaust passage to the catalytic converter is different for each cylinder group due to the outfitting of the engine room.

このため、触媒コンバータまでの管路長が長い気筒群では、管路壁への排気熱の放出が大きくなり、結果として、集合部から触媒コンバータに流入する排気の温度が低下し、始動時の触媒コンバータの活性に時間がかかったり、低負荷運転を継続すると触媒コンバータの活性が維持できなくなるといった可能性がある。その対策として、排気管の断熱性能を向上したり、触媒コンバータの貴金属担持量を増加させる等の方法があるが、コスト増加等の弊害をもたらす。   For this reason, in the group of cylinders having a long pipe line to the catalytic converter, exhaust heat is released to the pipe wall, resulting in a decrease in the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter from the gathering portion. There is a possibility that it takes time to activate the catalytic converter or that the activity of the catalytic converter cannot be maintained if the low load operation is continued. As countermeasures, there are methods such as improving the heat insulation performance of the exhaust pipe and increasing the amount of noble metal supported by the catalytic converter.

これに対処するに、特許文献1には、第1の気筒群に接続した第1の排気通路と、第2の気筒群に接続した第2の排気通路とをクランクシャフト軸線に対して第2の排気通路側へ偏奇した位置で集合排気通路に連結し、この集合排気通路に触媒コンバータを備えたエンジンにおいて、第1の気筒群から排気される排気ガスの温度が第2の気筒群から排気される排気ガスの温度より高くなるようにエンジンの燃焼状態を制御することで、触媒コンバータの活性化を高めるために必要な排気ガス温度を確保する技術が開示されている。   In order to cope with this, Patent Document 1 discloses that the first exhaust passage connected to the first cylinder group and the second exhaust passage connected to the second cylinder group are second to the crankshaft axis. In an engine that is connected to the collective exhaust passage at a position deviated toward the exhaust passage side and includes a catalytic converter in the collective exhaust passage, the temperature of the exhaust gas exhausted from the first cylinder group is exhausted from the second cylinder group. Technology is disclosed that secures the exhaust gas temperature necessary to enhance the activation of the catalytic converter by controlling the combustion state of the engine so as to be higher than the temperature of the exhaust gas to be generated.

また、特許文献2には、少なくとも二つの気筒群に触媒コンバータまでの長さが互いに異なる排気管が接続されたエンジンにおいて、二つの気筒群の一方から排出される排気ガスを他方から排出される排気ガスより高温度にすると共に、二つの気筒群の出力を均一化する技術が開示されている。
特開昭59−200010号公報 特開平9−317506号公報
Further, in Patent Document 2, in an engine in which exhaust pipes having different lengths up to the catalytic converter are connected to at least two cylinder groups, exhaust gas discharged from one of the two cylinder groups is discharged from the other. A technique is disclosed in which the temperature is made higher than the exhaust gas and the outputs of the two cylinder groups are made uniform.
JP 59-200010 A JP 9-317506 A

特許文献1や特許文献2に開示の技術は、何れもガソリンエンジン等の火花着火式エンジンを対象として、点火時期の遅角化や排気バルブの開弁時期の早期化を実施することで排気温度を上昇させるようにしている。このため、複数の気筒群を有するディーゼルエンジンにおいて、上述の触媒コンバータまでの排気通路の距離が各気筒群毎に異なることに起因する排気温度の低下に対処しようとする場合、適用は困難である。   The technologies disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2 are both for the spark ignition type engine such as a gasoline engine, and the exhaust temperature is reduced by delaying the ignition timing and the opening timing of the exhaust valve. To raise. For this reason, in a diesel engine having a plurality of cylinder groups, it is difficult to apply when trying to cope with a decrease in exhaust temperature caused by the distance of the exhaust passage to the catalytic converter being different for each cylinder group. .

しかも、特許文献1に開示の技術では、触媒コンバータまでの距離が長い気筒群から排出される排気の温度を上昇させることで触媒コンバータの温度を高めるようにしており、排気ポートでの排気ガス温度は高まるが、排気管への熱の放出量も大きくなり、触媒コンバータに流入する排気の温度を向上させる上では効率的とは言えない。   Moreover, in the technique disclosed in Patent Document 1, the temperature of the catalytic converter is increased by increasing the temperature of the exhaust gas discharged from the cylinder group having a long distance to the catalytic converter, and the exhaust gas temperature at the exhaust port is increased. However, the amount of heat released to the exhaust pipe also increases, which is not efficient for improving the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter.

また、特許文献2に開示の技術では、排気バルブの開弁時期の早期化を実施することで排気温度を上昇させるようにしており、可変バルブタイミング機構等を必要とし、制御が複雑化するばかりでなく、コスト上昇の要因となる。   Further, in the technique disclosed in Patent Document 2, the exhaust temperature is increased by increasing the opening timing of the exhaust valve, which requires a variable valve timing mechanism or the like, and the control is complicated. Instead, it becomes a factor of cost increase.

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、複数の気筒群を有するディーゼルエンジンの排気後処理装置に流入する排気の温度を、複雑な制御を要することなく効果的に上昇させることのできるディーゼルエンジンの制御装置を提供することを目的としている。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and can effectively increase the temperature of exhaust gas flowing into the exhaust aftertreatment device of a diesel engine having a plurality of cylinder groups without requiring complicated control. An object of the present invention is to provide an engine control device.

上記目的を達成するため、本発明によるディーゼルエンジンの制御装置は、複数の気筒群を有し、各気筒群に接続される各排気枝管をクランク軸の軸線に対してオフセットした位置で合流させて共通の1つの排気管に接続し、該共通の排気管に排気後処理装置を配設したディーゼルエンジンにおいて、前記排気後処理装置に流入する排気の温度を上昇させるべき制御条件が成立したとき、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管へ連通する気筒群に対する燃料噴射量を増量し、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管を流通する排気の温度が他の排気枝管を流通する排気の温度より高くなるよう制御すると共に、前記他の排気枝管へ連通する気筒群に対して空気量を制限する制御部を備えたことを特徴とする。
In order to achieve the above object, a control device for a diesel engine according to the present invention has a plurality of cylinder groups, and joins exhaust branch pipes connected to each cylinder group at positions offset with respect to the axis of the crankshaft. In a diesel engine that is connected to one common exhaust pipe and an exhaust aftertreatment device is provided in the common exhaust pipe, a control condition for increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust aftertreatment device is satisfied The fuel injection amount for the cylinder group communicating with the exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device is increased, and the exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device is increased. Provided with a control unit that controls the temperature of the exhaust gas flowing through the other exhaust branch pipes to be higher than the temperature of the exhaust gas flowing through the other exhaust branch pipes and restricts the amount of air with respect to the cylinder group communicating with the other exhaust branch pipes . It is characterized by .

本発明によれば、複数の気筒群を有するディーセルエンジンの排気後処理装置に流入する排気の温度を、複雑な制御を要することなく効果的に上昇させることができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the temperature of the exhaust_gas | exhaustion which flows into the exhaust gas aftertreatment apparatus of the diesel engine which has a some cylinder group can be raised effectively, without requiring complicated control.

以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図1〜図6は本発明の実施の第1形態に係り、図1はエンジン系の概略構成図、図2は排気温度制御のメインルーチンを示すフローチャート、図3はバンク別排気温度制御ルーチンのフローチャート、図4は燃料噴射量増量の説明図、図5は燃料噴射時期リタードを伴うバンク別排気温度制御ルーチンのフローチャート、図6は燃料噴射時期リタードを示す説明図である。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. 1 to 6 relate to a first embodiment of the present invention, FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an engine system, FIG. 2 is a flowchart showing a main routine of exhaust temperature control, and FIG. 3 is an exhaust temperature control routine for each bank. FIG. 4 is an explanatory diagram of an increase in fuel injection amount, FIG. 5 is a flowchart of an exhaust temperature control routine for each bank with a fuel injection timing retard, and FIG. 6 is an explanatory diagram showing a fuel injection timing retard.

図1において、符号1は、水平対向型或いはV型等の複数の気筒群を有するディーゼルエンジン(以下、単に「エンジン」と記載)であり、本実施の形態においては、水平対向型エンジンである。このエンジン1は、クランク軸2を中心としてシリンダブロックが左右のバンクB1,B2の2つの気筒群に分離され、各バンクB1,B2の各シリンダヘッドに、各気筒の吸気ポートに連通するインテークマニホルド2a,2bが取り付けられている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a diesel engine having a plurality of cylinder groups such as a horizontally opposed type or a V type (hereinafter simply referred to as “engine”), and in the present embodiment, a horizontally opposed type engine. . In this engine 1, a cylinder block is divided into two cylinder groups of left and right banks B1 and B2 with a crankshaft 2 as a center, and an intake manifold communicating with an intake port of each cylinder is connected to each cylinder head of each bank B1 and B2. 2a and 2b are attached.

各バンクのインテークマニホルド2a,2bは、吸気チャンバ3を経て共通の吸気管に連通され、また、各気筒の吸気ポートの直上流側には、インジェクタ4が気筒毎に配設されている。インジェクタ4は、本実施の形態においては、駆動信号によって先端の噴孔を間欠的に開閉する電磁式バルブであり、図示しない高圧ポンプや燃料畜圧用のコモンレール等の燃料供給系から供給される高圧燃料を所定の噴射タイミングで各気筒の燃焼室内に噴射する。   The intake manifolds 2a and 2b of each bank are communicated with a common intake pipe via an intake chamber 3, and an injector 4 is disposed for each cylinder immediately upstream of the intake port of each cylinder. In the present embodiment, the injector 4 is an electromagnetic valve that intermittently opens and closes the nozzle hole at the tip by a drive signal. The injector 4 is supplied from a fuel supply system such as a high pressure pump (not shown) or a common rail for fuel stock pressure. Fuel is injected into the combustion chamber of each cylinder at a predetermined injection timing.

また、エンジン1の各バンクB1,B2の各シリンダヘッドには、各気筒の排気ポートに連通するエキゾーストマニホルド(排気枝管)5a,5bが取り付けられている。各バンクのエキゾーストマニホルド5a,5bは、エンジンルーム内の艤装上の理由等からクランク軸2の軸線に対してバンクB1側にオフセットした位置で合流され、共通の排気管6に連通されている。   Exhaust manifolds (exhaust branch pipes) 5a and 5b communicating with the exhaust ports of the cylinders are attached to the cylinder heads of the banks B1 and B2 of the engine 1, respectively. The exhaust manifolds 5a and 5b of each bank are merged at a position offset to the bank B1 side with respect to the axis of the crankshaft 2 for reasons of equipment in the engine room, and communicated with a common exhaust pipe 6.

バンクB1側にオフセットした共通の排気管6には、ターボ過給機7が介装され、このターボ過給機7の下流側に、排気後処理装置としての触媒コンバータ8が介装されている。触媒コンバータ8は、例えば、上流側に酸化触媒等の前段触媒を備え、下流側に粒子状物質(PM;Particulate Matter)を濾過、捕集するPMフィルタを備えるものである。   A turbocharger 7 is interposed in the common exhaust pipe 6 offset to the bank B1 side, and a catalytic converter 8 as an exhaust aftertreatment device is interposed downstream of the turbocharger 7. . The catalytic converter 8 includes, for example, a pre-stage catalyst such as an oxidation catalyst on the upstream side and a PM filter that filters and collects particulate matter (PM) on the downstream side.

以上のエンジン1は、マイクロコンピュータを中心として構成される制御部としての電子制御ユニット(ECU)50によって制御される。ECU50には、クランク軸2の回転位置を検出するクランク角センサ9やアクセル開度を検出するアクセル開度センサ10を初めとして、その他、エンジン1の運転状態を検出する各種センサ・スイッチ類が入力側に接続され、また、インジェクタ4を初めとする各種アクチュエータ類が出力側に接続されている。   The engine 1 described above is controlled by an electronic control unit (ECU) 50 as a control unit that is configured around a microcomputer. The ECU 50 includes a crank angle sensor 9 that detects the rotational position of the crankshaft 2 and an accelerator opening sensor 10 that detects the accelerator opening, and various other sensors and switches that detect the operating state of the engine 1. Various actuators including the injector 4 are connected to the output side.

ECU50は、メモリに記憶されている制御プログラムに従い、センサ類からの信号を処理してエンジン運転状態を検出し、グロープラグ(図示せず)の通電制御、インジェクタ4を介した燃料噴射制御等のエンジン制御を行う。このエンジン制御においては、始動直後や低負荷運転が連続する運転状態のとき、或いは、触媒コンバータ8のPMフィルタを再生するための周期的な再生制御運転において、触媒コンバータ8に近いバンクB1の気筒からの排気ガスの温度を、触媒コンバータ8に遠いバンクB2の気筒からの排気ガスの温度に比較して高くなるように制御する。   The ECU 50 processes signals from sensors in accordance with a control program stored in the memory to detect an engine operating state, and controls energization control of a glow plug (not shown), fuel injection control via the injector 4, and the like. Perform engine control. In this engine control, the cylinder in the bank B1 close to the catalytic converter 8 immediately after starting or in an operating state where low-load operation continues or in a periodic regeneration control operation for regenerating the PM filter of the catalytic converter 8 Is controlled so as to be higher than the temperature of the exhaust gas from the cylinder of the bank B 2 far from the catalytic converter 8.

すなわち、各エキゾーストマニホルド5a,5bは、集合部までの排気通路の管路長が異なっており、バンクB1側よりバンクB2側の方が触媒コンバータ8までの排気通路の管路長及び管路容積が大きいことから、バンクB2側の排気温度を昇温させても、管路壁への熱の放出量が大きくなってしまい、触媒コンバータ8に流入する排気の温度を上昇させる上で効率的とは言えない。従って、触媒コンバータ8までの排気通路の管路長が相対的に短いバンクB1側からの排気の温度をバンクB2側からの排気の温度よりも高くなるように制御することで、熱放散による損失を抑制して熱エネルギーの伝達効率を向上させ、触媒コンバータ8を効率的に昇温することができる。   That is, the exhaust manifolds 5a and 5b have different exhaust passage pipe lengths to the collecting section, and the exhaust passage pipe length and the pipe volume to the catalytic converter 8 are more on the bank B2 side than on the bank B1 side. Therefore, even if the exhaust temperature on the bank B2 side is raised, the amount of heat released to the pipe wall increases, which is efficient in raising the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 8. I can't say that. Therefore, the loss due to heat dissipation is controlled by controlling the temperature of the exhaust gas from the bank B1 side, which is relatively short in the length of the exhaust passage to the catalytic converter 8, to be higher than the temperature of the exhaust gas from the bank B2 side. Can be suppressed to improve the heat energy transfer efficiency, and the catalytic converter 8 can be efficiently heated.

バンクB1側の排気ガス温度を上昇させる制御は、バンク別の燃料噴射量制御を基本として実施し、バンクB1の気筒に対する燃料噴射量を、バンクB2の気筒に対する燃料噴射量よりも増加させることで、触媒コンバータ8に近いバンクB1側の排気温度を上昇させる。また、このバンク別の燃料噴射量制御に対して、燃料噴射時期の遅角制御を付加的に実施することで、バンク毎の燃料噴射量に差をつけたことによる気筒間のトルクバラツキを補正することができる。   The control for increasing the exhaust gas temperature on the bank B1 side is performed based on the fuel injection amount control for each bank, and the fuel injection amount for the cylinders in the bank B1 is increased more than the fuel injection amount for the cylinders in the bank B2. Then, the exhaust temperature on the bank B1 side close to the catalytic converter 8 is raised. In addition to this fuel injection amount control for each bank, the delay control of the fuel injection timing is additionally performed to correct the torque variation between cylinders due to the difference in the fuel injection amount for each bank. can do.

次に、ECU50による排気温度制御について、図2,図3,図5に示すフローチャートを用いて説明する。   Next, the exhaust gas temperature control by the ECU 50 will be described with reference to the flowcharts shown in FIGS.

図2のフローチャートは、排気温度制御のメインルーチンを示し、先ず、最初のステップS1で触媒コンバータ8の排気温度制御条件が成立するか否かを判断する。この排気温度制御条件の判断は、エンジン始動時や低負荷運転時に触媒コンバータ8の触媒不活性、或いはPMフィルタの再生運転時を条件として判断する。   The flowchart in FIG. 2 shows a main routine for exhaust gas temperature control. First, in the first step S1, it is determined whether or not an exhaust gas temperature control condition for the catalytic converter 8 is satisfied. The exhaust temperature control condition is determined on the condition that the catalyst inactivation of the catalytic converter 8 or the regeneration operation of the PM filter is performed when the engine is started or when the load is low.

触媒コンバータが活性化しているか否かは、例えば、エンジン始動後、設定時間内のとき、或いはアイドル運転時等の低負荷運転が設定時間以上継続する運転状態のとき、触媒不活性と判断して排気温度制御条件成立とする。また、PMフィルタ再生の排気温度制御条件は、全気筒でPMフィルタ再生のための燃料増量を実施する必要のある排気温度の低い領域、再生運転を実施できない極低負荷領域、或いは再生運転の必要が無い高負荷領域を除く運転領域であり、且つ所定の再生周期に達したときを排気温度制御条件成立とする。   Whether the catalytic converter is activated is determined, for example, as catalyst inactive when it is within a set time after the engine is started, or when it is in an operating state in which low load operation such as idle operation continues for a set time or longer. The exhaust temperature control condition is satisfied. Further, the exhaust gas temperature control condition for PM filter regeneration is that the exhaust temperature must be increased for PM filter regeneration in all cylinders, the exhaust temperature is low, the extremely low load region where regeneration cannot be performed, or the need for regeneration The exhaust temperature control condition is satisfied when it is an operation region excluding a high load region where there is no exhaust gas and a predetermined regeneration cycle is reached.

そして、ステップS1において、排気温度制御条件が成立しない場合には、ステップS1からステップS2へ進んで通常制御を実行する。この通常制御では、始動に必要な燃料噴射量やアイドル回転を維持可能な燃料噴射量が確保され、また、PMフィルタの再生運転時であれば、必要な燃料分が増量される。   In step S1, when the exhaust temperature control condition is not satisfied, the routine proceeds from step S1 to step S2, and normal control is executed. In this normal control, a fuel injection amount necessary for starting and a fuel injection amount capable of maintaining idle rotation are ensured, and a necessary fuel amount is increased during the regeneration operation of the PM filter.

一方、ステップS1において排気温度制御条件が成立する場合には、ステップS1からステップS3へ進み、図3に示すバンク別排気温度制御ルーチンを実行する。そして、触媒コンバータ8までの排気通路の距離及び容積が相対的に小さいバンクB1側の排気温度を、触媒コンバータ8までの排気通路の距離及び容積が相対的に大きいバンクB2側の排気温度よりも高くなるように制御する。   On the other hand, if the exhaust temperature control condition is satisfied in step S1, the process proceeds from step S1 to step S3, and the bank-specific exhaust temperature control routine shown in FIG. 3 is executed. Then, the exhaust temperature on the bank B1 side where the distance and volume of the exhaust passage to the catalytic converter 8 are relatively small is set higher than the exhaust temperature on the bank B2 side where the distance and volume of the exhaust passage to the catalytic converter 8 is relatively large. Control to be higher.

図3のバンク別排気温度制御ルーチンについて説明する。このバンク別排気温度制御ルーチンでは、最初のステップS11において、クランク角センサ9からの信号に基づいて気筒判別を行い、現在の燃料噴射対象気筒がバンクB1,B2の何れであるかを判別する。その結果、現在の燃料噴射対象気筒がバンクB2の気筒である場合には、ステップS12で通常の燃料噴射量での制御を実行し、バンクB1の気筒である場合、ステップS13で燃料噴射量を増量する制御を行う。   The bank-specific exhaust temperature control routine of FIG. 3 will be described. In the exhaust temperature control routine for each bank, in the first step S11, cylinder discrimination is performed based on the signal from the crank angle sensor 9, and it is determined whether the current fuel injection target cylinder is the bank B1 or B2. As a result, if the current fuel injection target cylinder is a cylinder in bank B2, control is performed with a normal fuel injection amount in step S12, and if it is a cylinder in bank B1, the fuel injection amount is determined in step S13. Control to increase the amount.

この燃料噴射量の増量は、具体的には、インジェクタ4を介した燃料の多段噴射におけるバンクB1側の気筒に対するメイン噴射やポスト噴射を変更することで実施する。例えば、図4に示すように、多段噴射が、パイロット噴射、プレ噴射、メイン噴射、アフター噴射、ポスト噴射の5段階噴射である場合、トルクに寄与しない下死点近辺のポスト噴射の噴射時間を増加することで、トルク変動を防止しつつ排気温度を上昇させることができ、エンジン始動時や低負荷運転が連続する場合においても、触媒コンバータを迅速に活性化することができる。   Specifically, the increase in the fuel injection amount is performed by changing the main injection or the post injection for the cylinder on the bank B1 side in the multistage injection of the fuel via the injector 4. For example, as shown in FIG. 4, when the multistage injection is a five-stage injection of pilot injection, pre-injection, main injection, after-injection, and post-injection, the injection time of post-injection near the bottom dead center that does not contribute to torque is set to By increasing, the exhaust temperature can be raised while preventing torque fluctuations, and the catalytic converter can be activated quickly even when the engine is started or when low-load operation continues.

また、PMフィルタの再生運転時においては、周知のように、下死点近傍でのポスト噴射により、エンジンから意図的に不完全燃焼成分を含むガスを排出させて前段触媒で燃焼(酸化)させ、その発生熱によってPMフィルタに捕集されている粒子状物質を焼却するようしている。その場合においても、一方のバンクB1側のみのポスト噴射時間を増加して排気温度を効果的に上昇させることで、燃費悪化を最小限に抑制しつつPMフィルタを迅速に再生することが可能となる。   Further, during the regeneration operation of the PM filter, as is well known, by the post-injection near the bottom dead center, the gas containing the incomplete combustion component is intentionally discharged from the engine and burned (oxidized) by the preceding catalyst. The particulate matter collected in the PM filter by the generated heat is incinerated. Even in that case, it is possible to quickly regenerate the PM filter while minimizing deterioration in fuel consumption by effectively increasing the exhaust temperature by increasing the post injection time on only one bank B1 side. Become.

一方、メイン噴射を変更する場合には、図5のバンク別排気温度制御ルーチンを実行し、燃料噴射量を増量すると共に噴射時期をリタード(遅角)する。図5に示すバンク別排気温度制御ルーチンは、図3に示すバンク別排気温度制御ルーチンに対して、燃料噴射時期リタードのステップS14を追加するものであり、ステップS11での気筒判別によりバンクB1の気筒であるとき、ステップS13で燃料噴射量を増量し、更に、ステップS14で燃料噴射時期をリタードさせる。   On the other hand, when changing the main injection, the bank-specific exhaust temperature control routine of FIG. 5 is executed to increase the fuel injection amount and retard the injection timing. The bank-specific exhaust temperature control routine shown in FIG. 5 adds the step S14 of fuel injection timing retard to the bank-specific exhaust temperature control routine shown in FIG. If it is a cylinder, the fuel injection amount is increased in step S13, and the fuel injection timing is retarded in step S14.

具体的には、図6に示すように、上死点近辺のメイン噴射の時間を延長すると共に、このメイン噴射のタイミングをリタードすることで、トルクバランスを崩すことなく排気温度を上昇させる。すなわち、一方のバンクB1側のみでメイン噴射を延長して燃料噴射量を増量すると、一方のバンクB1側の気筒のトルクが増加して他方のバンクB2の気筒とのトルクバランスが崩れる虞があるが、同時にメイン噴射をリタードすることで燃料増量によるトルク増加を相殺し、トルクバラツキの発生を防止しつつ一方のバンクB1の排気温度を上昇させることができる。   Specifically, as shown in FIG. 6, the time of main injection near the top dead center is extended, and the timing of the main injection is retarded to raise the exhaust temperature without breaking the torque balance. That is, if the main injection is extended only on one bank B1 side to increase the fuel injection amount, the torque of the cylinder on the one bank B1 side may increase and the torque balance with the cylinder on the other bank B2 may be lost. However, by retarding the main injection at the same time, the torque increase due to the fuel increase can be offset, and the exhaust temperature of one bank B1 can be raised while preventing torque variation.

この場合、メイン噴射の時間延長及びメイン噴射時期のリタードに、ポスト噴射の時間延長を組合せることで、メイン噴射による燃料増量を必要最小限に止め、トルクバラツキの影響を低減することも可能である。   In this case, by combining the time extension of the main injection and the retard of the main injection timing with the time extension of the post injection, it is possible to minimize the fuel increase due to the main injection and reduce the influence of torque variation. is there.

このように、本実施の形態においては、触媒コンバータまでの排気通路の管路長が短い側のバンクの排気温度が高くなるように制御し、熱放散による損失を抑制して熱エネルギーの伝達効率を向上させるようにしている。その際、触媒コンバータまでの排気通路の管路長が短い側のバンクの気筒に対する燃料噴射量を増量するのみの制御で効果的に排気温度を上昇させることができ、処理の高速化を図ることができる。   As described above, in the present embodiment, control is performed so that the exhaust temperature of the bank on the side where the length of the exhaust passage to the catalytic converter is short, the loss due to heat dissipation is suppressed, and the heat energy transfer efficiency is reduced. To improve. At that time, the exhaust temperature can be effectively increased only by increasing the fuel injection amount to the cylinder of the bank on the side where the pipe length of the exhaust passage to the catalytic converter is short, and the processing speed can be increased. Can do.

これにより、始動時の触媒コンバータを効果的に促進することができ、また、アイドル運転時等の低負荷運転が連続した場合においても触媒コンバータの活性を維持することができる。更には、PMフィルタを再生させるための周期的な再生運転時においても、PMフィルタに捕集されている粒子状物質の焼却を促進して迅速にPMフィルタを再生することが可能となる。   Thereby, the catalytic converter at the time of start-up can be effectively promoted, and the activity of the catalytic converter can be maintained even when low load operation such as idling operation continues. Furthermore, even during a periodic regeneration operation for regenerating the PM filter, it is possible to promptly regenerate the PM filter by promoting incineration of the particulate matter collected in the PM filter.

特に、燃料噴射量の増量を下死点近辺のポスト噴射の増量によって実施する場合には、バンク間のトルクバラツキを生じることなく排気温度を上昇させることができ、簡素な制御でありながら大きな効果を得ることができる。また、上死点近辺のメイン噴射を増量する場合であっても、メイン噴射の噴射時期を遅角することで、同様にバンク間のトルクバラツキを防止することでき、いたずらに制御の複雑化を招くことがない。   In particular, when the fuel injection amount is increased by increasing the post injection near the bottom dead center, the exhaust temperature can be raised without causing torque variation between banks, which is a simple control but has a great effect. Can be obtained. Even when the main injection near the top dead center is increased, by delaying the injection timing of the main injection, it is possible to prevent torque variation between banks in the same way, and to complicate the control unnecessarily. There is no invitation.

次に、本発明の実施の第2形態について説明する。図7及び図8は本発明の実施の第2形態に係り、図7はエンジン系の概略構成図、図8はバンク別排気温度制御ルーチンのフローチャートである。   Next, a second embodiment of the present invention will be described. 7 and 8 relate to a second embodiment of the present invention, FIG. 7 is a schematic configuration diagram of an engine system, and FIG. 8 is a flowchart of an exhaust temperature control routine for each bank.

第2形態は、前述の第1形態に対して、触媒コンバータ8に近いバンクB1の燃料増量及び噴射時期をリタードする一方、触媒コンバータ8から遠いバンクB2の吸気量を制限するものである。   The second form retards the fuel increase and the injection timing of the bank B1 close to the catalytic converter 8 with respect to the first form described above, while restricting the intake amount of the bank B2 far from the catalytic converter 8.

一般に、ディーゼルエンジンでは、過給等によって筒内に空気を充填・圧縮し、燃料に着火することから、筒内全体ではリーン燃焼であると言える。従って、バンク別の排気温度制御に際して、燃料噴射量の増量(噴射時期リタード)を実施しないバンクB2側の過剰な空気を制限することで、トルクを減少させることなく排気温度を昇温させることができる。   Generally, in a diesel engine, air is charged and compressed in a cylinder by supercharging or the like, and the fuel is ignited. Therefore, it can be said that the entire cylinder is lean combustion. Therefore, when the exhaust temperature control for each bank is performed, the exhaust air temperature can be raised without reducing the torque by limiting the excess air on the bank B2 side where the fuel injection amount increase (injection timing retard) is not performed. it can.

このため、図7に示すように、第2形態におけるエンジン1Aは、第1の形態のエンジン1に対して、吸気量制御のための装置を備えている。第1形態のエンジン1との相違について説明すると、エンジン1Aは、各バンクのインテークマニホルド2a,2bが集合する吸気チャンバ3の下流側に、各バンクB1,B2毎の吸気量を制御する吸気制御弁(SCV)20a,20bがぞれぞれ介装されている。   For this reason, as shown in FIG. 7, the engine 1A in the second embodiment is provided with a device for intake air amount control with respect to the engine 1 in the first embodiment. Explaining the difference from the engine 1 of the first embodiment, the engine 1A controls the intake air amount for each bank B1, B2 downstream of the intake chamber 3 where the intake manifolds 2a, 2b of each bank are gathered. Valves (SCV) 20a and 20b are interposed, respectively.

各SCV20a,20bには、アクチュエータ21a,21bがそれぞれ連設され、このアクチュエータ21a,21bを介してSCV20a,20bの開度が制御される。これらのアクチュエータ21a,21bは、ECU50(或いはECU50と通信ラインを介して接続される吸気制御ユニット)によって駆動制御される。   Actuators 21a and 21b are connected to the SCVs 20a and 20b, respectively, and the openings of the SCVs 20a and 20b are controlled via the actuators 21a and 21b. These actuators 21a and 21b are driven and controlled by the ECU 50 (or an intake control unit connected to the ECU 50 via a communication line).

第2形態におけるバンク別排気温度制御は、図8のフローチャートに示すルーチンに従って実行される。このルーチンでは、最初のステップS21での気筒判別を経てバンクB1の気筒に対しては、ステップS24,S25で、第1形態と同様、燃料噴射量の増量、燃料噴射時期の遅角化を実施し、一方、バンクB2の気筒に対しては、ステップS22で、通常の燃料噴射量での噴射を実施し、ステップS23で、バンクB2側のSCV20bの開度を絞り、バンクB2側の吸気量を制限する。   The bank-specific exhaust temperature control in the second embodiment is executed according to the routine shown in the flowchart of FIG. In this routine, after the cylinder discrimination in the first step S21, for the cylinders in the bank B1, the fuel injection amount is increased and the fuel injection timing is retarded in steps S24 and S25 as in the first embodiment. On the other hand, for the cylinders in the bank B2, the injection at the normal fuel injection amount is performed in step S22. In step S23, the opening of the SCV 20b on the bank B2 side is narrowed, and the intake amount on the bank B2 side is reduced. Limit.

第2形態では、燃料噴射量増量(噴射時期リタード)によって触媒コンバータ8に近いバンクB1側の排気温度を昇温すると共に、触媒コンバータ8から遠いバンクB2側の吸気量を制限することで、バンクB2側の排気温度を昇温させるため、第1形態に比較して、より効果的に触媒コンバータ8に流入する排気の温度を高めることができる。   In the second mode, by increasing the exhaust temperature on the bank B1 side close to the catalytic converter 8 by increasing the fuel injection amount (injection timing retard), and restricting the intake amount on the bank B2 side far from the catalytic converter 8, Since the exhaust gas temperature on the B2 side is raised, the temperature of the exhaust gas flowing into the catalytic converter 8 can be increased more effectively than in the first embodiment.

本発明の実施の第1形態に係り、エンジン系の概略構成図Schematic configuration diagram of an engine system according to the first embodiment of the present invention. 同上、排気温度制御のメインルーチンを示すフローチャートSame as above, flowchart showing the main routine of exhaust temperature control 同上、バンク別排気温度制御ルーチンのフローチャートSame as above, flowchart of bank-specific exhaust temperature control routine 同上、燃料噴射量増量の説明図Same as above, explanatory diagram of fuel injection amount increase 同上、燃料噴射時期リタードを伴うバンク別排気温度制御ルーチンのフローチャートSame as above, flow chart of bank-specific exhaust temperature control routine with fuel injection timing retard 同上、燃料噴射時期リタードを示す説明図Same as above, explanatory diagram showing fuel injection timing retard 本発明の実施の第2形態に係り、エンジン系の概略構成図Schematic configuration diagram of an engine system according to a second embodiment of the present invention. 同上、バンク別排気温度制御ルーチンのフローチャートSame as above, flowchart of bank-specific exhaust temperature control routine

符号の説明Explanation of symbols

1 ディーゼルエンジン
2 クランク軸
4 インジェクタ
5a,5b エキゾーストマニホルド(排気枝管)
6 排気管
8 触媒コンバータ(排気後処理装置)
50 電子制御ユニット(制御部)
B1,B2 バンク(気筒群)
1 Diesel engine 2 Crankshaft 4 Injector 5a, 5b Exhaust manifold (exhaust branch pipe)
6 Exhaust pipe 8 Catalytic converter (exhaust aftertreatment device)
50 Electronic control unit (control unit)
B1, B2 bank (cylinder group)

Claims (3)

複数の気筒群を有し、各気筒群に接続される各排気枝管をクランク軸の軸線に対してオフセットした位置で合流させて共通の1つの排気管に接続し、該共通の排気管に排気後処理装置を配設したディーゼルエンジンにおいて、
前記排気後処理装置に流入する排気の温度を上昇させるべき制御条件が成立したとき、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管へ連通する気筒群に対する燃料噴射量を増量し、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管を流通する排気の温度が他の排気枝管を流通する排気の温度より高くなるよう制御すると共に、前記他の排気枝管へ連通する気筒群に対して空気量を制限する制御部を備えたことを特徴とするディーゼルエンジンの制御装置。
It has a plurality of cylinder groups, and the exhaust branch pipes connected to each cylinder group are joined at a position offset with respect to the axis of the crankshaft and connected to one common exhaust pipe. In a diesel engine equipped with an exhaust aftertreatment device,
When a control condition for increasing the temperature of the exhaust gas flowing into the exhaust aftertreatment device is satisfied, the fuel injection amount for the cylinder group communicating with the exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device is set. And controlling the temperature of the exhaust gas flowing through the exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device to be higher than the temperature of the exhaust gas flowing through the other exhaust branch pipes . A control device for a diesel engine, comprising a control unit that restricts an air amount for a cylinder group communicating with an exhaust branch pipe .
前記制御部は、前記制御条件が成立したとき、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管へ連通する気筒群に対して、多段噴射における下死点近辺のポスト噴射を増量することを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジンの制御装置。   When the control condition is satisfied, the control unit performs post-injection near the bottom dead center in multi-stage injection for a cylinder group communicating with an exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device. The diesel engine control device according to claim 1, wherein the amount is increased. 前記制御部は、前記制御条件が成立したとき、前記排気後処理装置までの管路長が相対的に短い排気枝管へ連通する気筒群に対して、多段噴射における上死点近辺のメイン噴射を増量すると共に、該メイン噴射の噴射時期を遅角させることを特徴とする請求項1記載のディーゼルエンジンの制御装置。   When the control condition is satisfied, the control unit performs main injection in the vicinity of top dead center in multistage injection for a cylinder group communicating with an exhaust branch pipe having a relatively short pipe length to the exhaust aftertreatment device. 2. The diesel engine control apparatus according to claim 1, wherein the injection timing of the main injection is retarded while the fuel injection amount is increased.
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